Immune Checkpoint Receptor Expression in NK Cells

Thumbnail Image

Files

gupea_2077_66596_1.pdf (3.2 MB)

Date

2020-09-28

Authors

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Background Immunotherapy for cancer has improved overall survival and revolutionized the field of oncology. Blockade of immune checkpoint receptors has reversed cancer-induced inhibition of T cells and natural killer (NK) cells have similar receptors. An attractive approach would be to activate the cytotoxic potential of NK cells using blocking agents to these receptors. NK cells have different combinations of inhibitory NKG2A and KIR receptors which when bound to their cognate ligands both set the functional potential and dampen the cytotoxic behavior of the NK cell, a process called licensing. Aim To develop a method for transcript analyses of genes encoding NK cell immune checkpoint receptors that may be used to gain further knowledge of how to block the inhibition while maintaining the licensed state. Method PCR primers for immune checkpoint receptors (CTLA-4, PD-1, TIM-3, LAG-3 and NKG2A) were designed and tested on IL-2 and IL-15 activated peripheral blood mononuclear cells. NK cells were stimulated with IL-2 and leukemic K562 cells to trigger degranulation. Fluorescence-activated cell sorting (FACS) was performed to identify responder cells of specific NK cell subsets. cDNA of the transcriptome was generated using reverse 2 transcription and the expression levels of immune checkpoint receptor genes was assayed using q-PCR. Results The primers developed were tested and shown to have good specificity. No consistent expression of PD-1 or CTLA-4 could be shown in any NK cell subsets. The LAG-3 level was notably low in NKG2A+ subsets. TIM-3 was expressed in all subsets. Conclusion The results suggest that the developed methodology may be useful in studying how immune checkpoint transcript phenotypes are related to NK cell function. Studying responses in transcript-positive cells could not be tested, as all KIR+NKG2A- NK cells were negative for NKG2A transcripts. Future experiments will be designed to find the time window where these transition NK cells are present, enabling us to discriminate between the educating role of NKG2A and its role as an activation marker.

Description

Den mänskliga kroppen är uppbyggd av flera miljarder celler. Dessa kommunicerar med varandra för att reglera antalet celler och vilken typ av celler som behövs. Fel i denna reglering kan leda till ohämmad celltillväxt vilket är karaktäristiskt för de sjukdomar som benämns cancer. För att skydda kroppen mot infektioner och cancer finns immunförsvaret bestående av celler som har förmågan att attackera främmande mikroorganismer och cancerceller. Vissa cancerceller har förmågan att påverka immunförsvarsceller genom att stimulera sensorer på deras yta, s.k. immune checkpoint-receptorer. Detta får till effekt att immunförsvaret bromsas och cancercellerna undkommer attack. En relativt ny och mycket lovande medicinsk behandlingsmetod för cancer kallas immunterapi och innebär att immune checkpoint-receptorer på immunförsvarets s.k. T-celler blockeras så att cancercellerna inte kan bromsa immunförsvaret. En annan typ av immunförsvarsceller är naturliga mördarceller, även kallade NK-celler. Vi vet inte lika mycket om immune checkpoint-receptorer på dessa celler men vi vet att deras attackbeteende kontrolleras av aktiverande och hämmande receptorer. Ett syfte med detta projekt var att studera hur mycket av fyra immune checkpoint-receptorer, kända från T-celler, som finns i olika undergrupper av NK-celler. Detta som ett steg mot att hitta nya sätt att på medicinsk väg kunna stimulera NK-cellers cancerdödande förmåga. 2 Under vissa omständigheter har NK-celler den hämmande receptorn NKG2A och reagerar då på två sätt vid stimulering. Dels stärks deras celldödande förmåga, men samtidigt hämmas deras attackbeteende. Genom att lära oss mer om NK-celler som är i färd med att skaffa sig NKG2A hoppas vi kunna utnyttja att deras celldödande förmåga stärkts, men innan deras attackbeteende hämmas, till att behandla cancer. En metod togs fram för att mäta mängden NKG2A samt de fyra immune checkpointreceptorerna PD-1, CTLA-4, TIM-3 och LAG-3. NK-celler som fått interagera med en viss typ av blodcancerceller sorterades till olika undergrupper och analyserades med den framtagna metoden. Resultaten visade att den framtagna metoden fungerade väl. Två av de undersökta receptorerna, PD-1 och CTLA-4, kunde inte påvisas i NK-cellerna. Däremot kunde vi se TIM-3 och LAG-3 vilket inger förhoppning om att dessa kan utnyttjas för immunterapi. Betydelsen av detta kommer visa sig i framtida studier och kan eventuellt leda till nya behandlingar av cancersjukdomar. Tyvärr kunde inga NK-celler i färd med att skaffa NKG2A hittas men med förfinad metodik kommer framtida studier lära oss mer om dessa celler och deras terapeutiska potential.

Keywords

NK cells; immune checkpoint inhibitors; cancer immunotherapy

Citation

URI

http://hdl.handle.net/2077/66596

ISBN

Articles

Department

Defence location

Collections

Examensarbete 30 Hp, Läkarprogrammet

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By